Практикум 4 по теме Использование информационных технологий для комплексной оценки объективных показателей состояния спортсменов

• Название: Практикум 4 по теме Использование информационных технологий для комплексной оценки объективных показателей состояния спортсменов
• Дата: 16.04.2023
• Размер: 3.2 Mb.
• Имя файла: Praktikum 4(1).docx
• Тип: Практикум; #1065621

Лабораторный практикум № 4 по теме «Использование информационных технологий для комплексной оценки объективных показателей состояния спортсменов»

Задание 1. Используя различные информационные интернет-ресурсы, провести систематический комплексный контроль состояния и готовности российских спортсменов (вид спорта выбрать самостоятельно), по следующим критериям:

• 
  Готовность центральной нервной системы
  
• 
  Готовность сердечной системы и автономной нервной системы
  
• 
  Готовность систем энергообеспечения
  
• 
  Готовность нервно-мышечной системы
  
• 
  Готовность сенсомоторной системы
  
• 
  Готовность целостного организма
  

Благодаря применению в ходе работы специальных научных методов, Omegawave позволяет оценивать готовность следующих физиологических систем организма :

• 
  • центральной нервной системы;
  
• 
  • сердечной системы и автономной нервной системы;
  
• 
  • систем энергообеспечения;
  
• 
  • сенсомоторной системы;
  
• 
  • нервно-мышечной системы;
  
• 
  • общая готовность организма.
  

Рисунок 1 Оценка готовности спортсмена, отражённая в протоколе обследования

Готовность центральной нервной системы

Технология Omegawave анализирует постоянные потенциалы (ПГр) мозга спортсмена , что представляет собой специфичный, надёжный и воспроизводимый метод оценки функционального состояния нервной системы человека и сё готовности к нагрузкам. Данный метод уже более 70 лет используется в фундаментальной физиологии и медицине, а в спорте его использовать впервые стали при подготовке спортсменов СССР.

ПП мозга является интегральным показателем, который позволяет контролировать устойчивость организма спортсмена к стрессу, и оценивать резервы компенсаторноприспособительных возможностей регуляторных систем организма.

В научных трудах имеется информация о высокой информативности и чувствительности метода анализа ПП мозга к срочным и отставленным адаптационным изменениям, которые протекают в организме спортсменов в качестве ответа на тренировочные воздействия. Основная цель использования мониторинга ПП мозга в современном профессиональном спорте — это достижение высокого уровня подготовленности и тренированности с минимальной физиологической ценой адаптации

Методика анализа ПП мозга, производимая в состоянии покоя на протяжении около 4 минут, даёт возможность оценивать уровень активного бодрствования или активации следующих систем организма спортсмена :

• 
  • центральной нервной системы;
  
• 
  • системы дыхания и кровообращения;
  
• 
  • выделительной системы;
  
• 
  • гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы.
  

Рисунок 2

Результат обследования отображается в виде общего заключения о качестве адаптационных реакций, устойчивости и готовности оцениваемых систем к предстоящим нагрузкам.

Готовность сердечной системы и автономной нервной системы

Оценка функционального состояния и готовности сердечной системы, а также регуляторных влияний автономной нервной системы на её деятельность осуществляется посредством анализа вариабельности ритма сердца (ВРС). За последние 50 лет метод анализа ВРС постоянно применяется в клинической и космической медицине, физиологии труда и спорта , где доказал свою эффективность при оценке адаптационных реакций сердечно-сосудистой системы человека на нагрузки.

Используя методику контроля ВРС, Omegawave измеряет десять показателей согласно стандартам регистрации, физиологической интерпретации и клинического применения ВРС Европейского общества кардиологов и Североамериканского общества электрофизиологии .

В дополнение Omegawave регистрирует пять дополнительных показателей в соответствии с расширенными методическими рекомендациями по практическому применению метода ВРС, опубликованными в Российской Федерации .

Взяв за основу разработки российских учёных, Omegawave эффективно использует не только статистические и спектральные методы анализа ВРС, но также геометрические (вариационная пульсометрия), нелинейные и интегральные методы как ценные дополнительные источники информации о готовности сердечной системы спортсмена к нагрузкам. Кроме того, имея пятнадцатилетний опыт использования анализа



Рисунок 3

ВРС на более чем десяти тысячах спортсменов высокого класса, компания Omegawave разработала собственные модели и алгоритмы оценки готовности сердечной системы на основе данного метода.

На основании комплексного анализа ВРС, технология Omegawave генерирует протокол результатов обследования, где находит отражение информация об уровне стресса, утомления и доступных адаптационных резервах организма, что служит объективной оценкой готовности сердечной системы спортсмена к работе.

Для более углубленного анализа готовности сердечно-сосудистой системы спортсмена, в соответствии с международными стандартами, применяется также шести- и двенадцатиканальная ЭКГ.



Рисунок 4 Протокол мониторинга ЭКГ

Готовность систем энергообеспечения

При контроле готовности систем энергообеспечения атлетов к предстоящим нагрузкам Omegawave использует комплексный амплитудно-частотный анализ ЭКГ, доказанный научно и апробированный в спортивной медицине .

Omegawave производит мониторинг следующих показателей :

• 
  • Индекс анаэробных возможностей — характеризует состояние анаэробной системы энергообеспечения организма и отражает способность спортсмена к выполнению нагрузок соответствующей направленности.
  
• 
  • Индекс аэробных возможностей — характеризует состояние механизмов аэробного энергообеспечения и отражает текущую способность спортсмена к выполнению нагрузок соответствующей направленности.
  

• Индекс метаболических реакций — отражает эффективность и согласованность работы механизмов энергообеспечения с целью обеспечения тренировочной деятельности.



Рисунок 5 Протокол оценки готовности систем энергообеспечения

На основе полученной информации о готовности систем энергообеспечения спортсмена производится расчёт ПАНО, после чего игроку даются рекомендации по работе в оптимальных для него зонах ЧСС. Подобная индивидуализация нагрузки позволяет её рационально контролировать и, благодаря учёту индивидуальных физиологических реакций организма, получать более высокий тренировочный эффект.

Готовность нервно-мышечной системы

Для определения степени готовности нервно-мышечной системы спортсмена к предстоящей работе выполняются три специальных прыжковых теста на тензоплатформе :

• 
  • 5 отдельных прыжков в высоту — оценивается готовность нервно-мышечной системы к проявлению «взрывной» силы в креатин-фосфатном режиме энергообеспечения;
  
• 
  • максимальное количество прыжков за десять секунд — характеризует готовность нервно-мышечной системы к скоростно-силовым нагрузкам в анаэробно-ал актантом режиме энергообеспечения;
  
• 
  • максимального количество прыжков за шестьдесят секунд — отражает текущую способность нервно-мышечной системы спортсмена демонстрировать скоростно-силовую выносливость в анаэробно-гликолитическом режиме энергообеспечения.
  

Контроль функционального состояния



Рисунок 6 Протокол теста максимальное количество прыжков в высоту за 10 секунд



Рисунок 7Протокол теста максимальное количество прыжков в высоту за 60 секунд

Готовность сенсомоторной системы

Для определения готовности сенсомоторной системы спортсмена к сбору, анализу и обработке поступаемой в его организм информации, проводится специальный тест — сенсомоторная реакция на звук.

По итогам теста анализируются следующие показатели :

• 
  • Тонус сенсомоторных центров (активация, возбудимость, уровень функционирования);
  
• 
  • Способность нервной системы к формированию адекватных реакций;
  
• 
  • Устойчивость нервных процессов;
  
• 
  • Скорость реакции.
  

Рисунок 8 Протокол анализа готовности сенсомоторной системы

Готовность целостного организма

Как дополнение оценки готовности спортсмена в покое, Omegawave рекомендует на регулярной основе проводить анализ реализации этой готовности. Для этого предлагается использовать субмаксимальный тест общей физической работоспособности — Physical Working Capacity

По итогам теста анализируются следующие показатели :

• 
  • общий уровень физической работоспособности;
  
• 
  • реакции сердечной системы на нагрузку;
  
• 
  • скорость восстановления после нагрузки.
  

Рисунок 9 Протокол анализа PWC170 в программном обеспечении Omegawave [34]

Результаты

Мониторинг состояния и готовности спортсмена посредством технологии Omegawave осуществляется следующим образом [34]:

• 
  • На протяжении около 4 минут при помощи двух датчиков и мобильного телефона или компьютера в покое производится измерение готовности спортсмена (рисунок 7.13);
  
• 
  • Первичные данные через интернет сразу же отправляются в облако Omegawave;
  

Рисунок 10 Исследование текущей готовности спортсмена с помощью технологии Omegawave

• 
  • В облаке мгновенно производится анализ и обработка поступивших данных, формируется заключение о готовности спортсмена, и генерируются индивидуальные рекомендации по индивидуализации тренировочных нагрузок;
  
• 
  • Облако отправляет пользователям отчёты разного вида. Так, к примеру, спортсмен получает результаты в упрощённой форме (пять-семь показателей о готовности плюс общее заключение), а тренер, командный врач или научный сотрудник получают развёрнутый отчёт, включающий более двадцати показателей с методическими рекомендациями.
  

ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ



OMECAWAVE CLOUD



СЫРЫЕ ДАННЫЕ >? '"Ф ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ



Рисунок 11 Схема работы Omegawave

Комплексный подход к оценке готовности спортсмена и его текущего состояния путём отслеживания адаптационных перестроек в его организме, реализованный в технологии Omegawave, является эффективным способом управления подготовкой спортсменов.

Практическое использование данной технологии позволяет тренеру:

• 
  • рационально индивидуализировать тренировочный процесс;
  
• 
  • постоянно контролировать процесс подготовки спортсмена;
  
• 
  • предотвратить переутомление и перетренированность;
  
• 
  • соблюдать оптимальный баланс между нагрузками и отдыхом, повысить эффективность восстановления;
  
• 
  • сохранить здоровье и продлить спортивное долголетие спортсмена.
  

Задание 2. Осуществить отбор информационных технологий, которые можно применить для комплексной оценки объективных показателей состояния спортсмена по выбранному виду спорта.

К сожалению, на сегодняшний день аппаратно-программных средств, полностью отвечающих этим требованиям, нет. Но в то же время в зависимости от вида спорта и задач оценки функционального состояния спортсмена в практике работы нашли применение различные аппаратно-программные комплексы как стационарные, так и мобильные, позволяющие использовать их в полевых условиях (на стадионе, лыжне, велодорожке). Так, для тестирования кардио-респираторной выносливости спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта, наибольшее распространение получили аппаратно-программные комплексы Oxycon Mobile. Oxycon Pro. Cardiovit AT-104PC, Metamax и др.

В стационарных условиях оценка показателей производится на основе га-зоанализа в тесте максимальной нагрузки «до отказа». Тестирование проводится на беговой дорожке (рис. 12, а) или велоэргометре (рис. 12, б) в зависимости от специфики привычной нагрузки. Тестирование должно имитировать конкретный вид спорта. Велосипедиста нужно тестировать на велоэргометре, бегуна на беговой дорожке или нет смысла тестировать пловца на велоэргометре или бегуна на гребном тренажере.



а б

Рисунок. 12. Тестирование на беговой дорожке (о), на велоэргометре (б)

Однако использование стационарных эргометров не позволяет в полной мере смоделировать актуальную нагрузку в различных ситуациях. В связи с этим появляются современные аппаратно-программные комплексы, которые можно использовать как стационарно, то есть в помещении, так и в полевых условиях с учетом конкретного вида спорта (рис. 13).



Рисунок 13 Использование спироэргометров по различным видам спорта

Одним и представителей современных спирогазометрических комплексов является аппарат Oxycon Mobile, который предназначен для использования, как в помещении, так и в полевых условиях.

Oxycon Mobile позволяет проводить кардиорсспираторныс исследования непосредственно в условиях реальной физической нагрузки (см. рис. 14).

Небольшой по габаритам прибор крепится непосредственно на испытуемом с помощью системы ремней. Данные исследования передаются по телеметрии в режиме реального времени на ПК испытателя на расстоянии до 1 км или при потере телеметрической связи сохраняются на встроенную карту памяти. После сохранения результатов исследования в ПК можно произвести их оценку с помощью специального программного пакета «Анализ эргоспирометрии» (рис. 14).

Oxycon Mobile позволяет определить такие ключевые параметры эргоспирометрии как: вентиляция, VO 2, VCO 2, анаэробный порог, RF.R, ЧСС, F.QO 2, EQCO 2. Система регистрирует параметры газообмена за каждый дыхательный цикл.



Рисунок 14 Аппаратно-программный комплекс Oxycon Mobile

Новая модификация эргоспиромстричсской системы Oxycon Mobile (Ок-сикон Мобильный) позволяет избавиться от привязки объекта исследования к велоэргометру или бегущей дорожке и вывести исследования за пределы лаборатории. С помощью миниатюрного компьютера (ноутбук) тренер может следить за ключевыми параметрами и состоянием пациента в реальном масштабе времени.

Данные собираются через маску или мундштук и отправляются в систему главного компьютера посредством беспроводной передачи (телеметрии).

Кардиореспираторное тестирование считается мощным диагностическим средством для определения состояния ССС и дыхательного аппарата и позволяет своевременно выявлять функциональные нарушения и корректировать их на ранних стадиях проявления, избежать возникновения нетрудоспособности спортсмена, проводить реабилитационные мероприятия. При этом тренировки спортсменов проходят с максимальной эффективностью.

В последние годы для оценки функционального состояния спортсменов разработаны и используются в спортивной практике ряд аппаратно-программных комплексов: «Омега-С» («Динамика», Санкт-Петербург), «Адаптолог» («Co-тек», Москва), диагностические комплексы компании «Нейрософт» (Иваново), «Истоки здоровья» (Рязань) и др.

Из этих комплексов заслуживает внимания «Омега-С» («Омега Спорт»), предназначенный для решения задач объективного оперативного контроля физического состояния спортсменов в тренировочном процессе и в период подготовки к соревнованиям (рис. 15).



Рисунок 15 Аппаратно-программный комплекс «Омега-С»

Комплекс «Омега-С» помогает тренеру и спортивному врачу контролировать показатели физического и психического состояния атлетов, прогнозировать сроки достижения пика спортивной формы и поддерживать ее па протяжении всего соревновательного периода.

Для оценки функционального и физического состояния спортсменов специалистами НПФ «Динамика» предложен ряд высокоинформативных показателей, таких как:

• 
  • уровень адаптации организма к нагрузкам;
  
• 
  • уровень тренированности сердца;
  
• 
  • индекс спортивной формы;
  
• 
  • индекс энергетического обеспечения организма.
  

Специализированный программно-аппаратный комплекс «Омега-С», разработанный НПФ «Динамика», позволяет осуществлять объективную оценку физического состояния спортсменов как в процессе тренировок, так и перед спортивными соревнованиями и непосредственно в ходе этих соревнований.

Применение комплекса «Омега-С» тренерами и спортивными врачами позволяет осуществлять различные диагностические мероприятия.

В режиме экспресс-контроля возможно определить:

• 
  • уровень адаптации спортсмена к физическим нагрузкам;
  
• 
  • степень тренированности сердца спортсмена;
  
• 
  • уровень энергетического обеспечения физических нагрузок;
  
• 
  • текущее психоэмоциональное состояние спортсмена;
  
• 
  • интегральный показатель «индекс спортивной формы».
  

В режиме динамического наблюдения:

• 
  • контролировать функциональное состояние спортсмена;
  
• 
  • оценивать уровень тренировочной и соревновательной нагрузки;
  
• 
  • определять эффективность различных методов восстановления и профилактики (в период проведения предсезонной подготовки; в соревновательный период; в период реабилитации после спортивных травм; при проведении поддерживающих и коррсгирующих медикаментозных и физиотерапевтических мероприятий).
  

При групповых обследованиях:

• 
  • отбирать наиболее подготовленных на данный момент спортсменов;
  
• 
  • оценивать перспективы улучшения, поддержания или ухудшения спортивной формы;
  
• 
  • формировать группы спортсменов по уровню физической подготовки.
  

Применяя комплекс «Омега-С», тренер и спортивный врач могут:

• 
  • максимально объективно контролировать показатели физического и психического состояния атлетов в режиме реального времени;
  
• 
  • прогнозировать достижение пика спортивной формы и поддерживать её на протяжении всего соревновательного периода.
  

При постоянном контроле как физического, так и психического состояния спортсменов могут быть созданы новые уникальные методики индивидуального подбора интенсивности и длительности физических нагрузок. Постоянно накапливаемая электронная база данных позволяет оперативно фиксировать отклонения в состоянии здоровья, что позволяет вовремя отстрани ть спортсмена от тренировки или участия в соревновании. Встроенная система идентификации по отпечатку пальца позволяет исключить случаи, когда один спортсмен умышленно проходит медицинский осмотр вместо другого.

Принципиальной особенностью специализированного портативного медицинского диагностического комплекса ОМЕГА-С является легкость его практического применения.

Данный комплекс был сконструирован таким образом, чтобы сделать его использование максимально простым и комфортным. Это касается также размеров самого прибора ОМЕГА-С, который фактически представляет собой миниатюрный настольный «диагностический кабинет в чемодане», поэтому может быть использован практически в любых условиях, в том числе в спортивном зале, на стадионе, в автомобиле.

Применение данного оборудования позволяет получить объективную оценку физического состояния обследуемого спортсмена в течение минимального времени. Так, при использовании многоканального варианта системы «ОМЕГА-С» время обследования одного спортсмена не превышает одной минуты.

Другой особенностью комплекса ОМЕГА-С (в многоканальном варианте) является технологическая возможность одновременного обследования группы спортсменов, что чрезвычайно эффективно при применении в командных видах спорта. Время обследования группы из семи человек нс превышает 10 минут.

Для пользования прибором ОМЕГА-С не требуется специального медицинского образования. Следование детальной пошаговой инструкции позволяет быстро получать результаты обследования в наглядной форме.

Отдельные стороны диагностики и оценки своего организма возможны в онлайн-режиме по адресу: http://www.mcdn.ru/tcst.

Задание 3. Изучите какие существуют научно-исследовательские и медико-биологические применений информационных технологий в спорте. Составьте список и охарактеризуйте их.

Научно-исследовательские и медико-биологические внедрения в спорте. ИТ достигли больших успехов в этих областях. Датчики с легкостью фиксируют данные, показывающие состояние здоровья и физическую подготовленность спортсмена. Что в свою очередь позволяет получать и исследовать эти показатели в процессе тренировки и делать выводы об эффективности упражнений, объеме и интенсивности нагрузок.